基于Windows CE的嵌入式无人艇控制系统设计

无人艇控制系统是集航行控制系统、全球卫星定位系统、无线通信系统等为一体的嵌入式系统,设计采用研华公司的APAX系列通用工业控制器作为硬件平台,对其定制安装了Microsoft Windows CE嵌入式操作系统,并用Visual C＃语言在Visual Studio 2005开发环境下编写了嵌入式应用程序,从而无人艇控制系统完成了传感器数据采集、任务执行控制和运动控制,系统运行稳定可靠。     

基于北斗导航通信技术的无人艇运动导航控制系统设计

为实现对无人艇行进器的运动控制,建立更加完善的导航应用策略,设计基于北斗导航通信技术的无人艇运动导航控制系统。以无人艇运动姿态研究作为切入点,在电机驱动器、电机测速模块的支持下,连接中央处理单元、电源模块、方位监测模块等硬件设备结构体,完成导航控制系统的硬件电路设计。在此基础上,确定与导航信息相关的短报文传输特征,通过协调接口数据传输协议应用格式的方法,定义通信协议加密对象的所属连接形式,完成对报文加密密钥参数的初步配置,实现基于北斗导航通信技术的无人艇运动导航控制系统的短报文加密处理。与基于惯性测量技术的导航控制系统相比,基于北斗导航通信技术控制系统的实际应用续航时间更长,在行进过程中始终能对无人艇运动方向进行精准化控制,可在完善行进器导航应用策略方面起到较强促进作用。     

基于PCI8602的无人水面艇控制系统设计

介绍一种基于PCI8602数据采集卡的无人水面艇(USV)控制系统设计方法,硬件方面分为USV载体、岸基监控系统和无线传输系统,USV载体核心为工控机及PCI8602数据采集卡,它是通过数据采集卡控制直流电机和采集各类传感器数据,差分定位系统通过RS232串口与工控机相连,岸基监控系统由PC机组成,无线传输系统通过RS232串口与工控机、PC机相连,实现数据无线传输。软件方面可用Visual Basic编写,无需编写各层之间复杂的通信协议,各子系统之间易集成。最终实验结果表明,USV控制系统能够实时采集和发送相应测量数据,并且能够实现USV的远程控制。     

基于STM32嵌入式系统的无人物流车运输控制系统设计

摘要：传统的运输控制系统在控制无人物流车时,控制精度较大。为解决上述问题,利用STM32嵌入式系统设计了一种新的无人物流车运输控制系统,使用STM32F103VE作为核心处理器,在传感器模块中同时加入了多个传感器,并使用了MM440变频器负责变频操作,同时设计了电阻反馈模块电路、驱动模块电路、以太网通信模块电路,利用Visual C++软件实现无人物流车位置控制功能、无人物流车行驶方向保持程序、无人物流车跟踪功能。与传统控制系统进行实验对比,结果表明,基于STM32嵌入式系统的无人物流车运输控制系统控制精度明显高于传统系统。     

基于电子海图的水面无人艇全局路径规划研究

为解决水面无人艇全局路径规划问题,提出一种基于电子海图的距离寻优Dijkstra算法。该算法使用动态网格模型,克服了传统Dijkstra算法占用内存大的问题,可以减少规划时间,提高规划精度。仿真结果表明,采用的环境模型表示方法以及路径规划算法可以生成安全、合理的航线。     

无人水面艇嵌入式基础运动控制系统研究

从硬件和软件两方面详细地讨论了无人水面艇嵌入式基础运动控制系统的体系结构.该运动控制系统采用了便于调试和监控的底层工控机和顶层控制机相结合的模式.同时详细阐述了无人水面艇基础运动控制系统的控制任务划分、运动控制实现、控制算法等流程.最后通过仿真试验表明,整个嵌入式基础运动控制系统满足可行性和可靠性要求.     

基于STM32的嵌入式网络控制器设计

针对目前对终端设备的网络远程控制需求,设计了一种可自适应10/100 Mbit/s网络的嵌入式网络控制器,以实现控制系统中对工业设备、信息家电、移动设备等的远程控制和信息交互。设计了微控制器STM32F107和DP83848以太网PHY芯片的硬件设计方案,详细分析了LwIP嵌入式网络协议栈在STM32F107处理器上的移植过程,以及在μC/OSⅡ实时操作系统上进行网络编程的软件设计过程。实验结果表明,所设计的控制器可以稳定、可靠地实现网络远程控制和信息交互。     

基于积分LOS的多无人艇协同路径跟踪

该文针对欠驱动无人艇的编队跟踪控制问题,考虑模型参数不确定和外界风浪流干扰的影响,设计了基于LOS的算法。首先,为了使三艘无人艇保持协同,设计了协同一致性控制算法,并且所有的跟随者之间的通信网络是无向的,保证每艘无人艇之间都能互相通信。其次,基于LOS算法,设计了偏航控制器和艏摇控制器,使得无人艇可以在洋流干扰下实现路径跟踪。针对控制器中的未知参数,设计了基于自适应算法的观测器,对未知参数进行估计。仿真结果验证了所提出的控制方法的有效性。     

多无人艇协同围捕算法设计与仿真

为了实现对水面目标进行围捕的功能,提出了一种基于多无人艇的协同围捕算法。算法根据围捕无人艇的数量分配不同的目标相位,把整个围捕过程划分为编队前行、实施包围和靠近合拢三个阶段进行全局路径规划。算法设计简单实用,支持任意数量的围捕无人艇,路径节点数可调整,速度计算简单,具有防碰撞的特点。仿真实验验证了该算法的有效性。     

基于STM32的逆变弧焊电源控制器设计

数字化是弧焊电源的发展趋势,其关键在于控制器的数字化。目前市场上的大多数数字化产品价格相对高昂,采用STM32系列单片机进行经济型数字化弧焊电源控制器的设计和实现。该控制器采用数字式PI方法进行输出电流控制,并具有按键操作、液晶显示、过流保护、过热保护等功能。该控制器还具有良好的扩展I}生,可以通过修改程序增强系统功能。     

基于GPS和IMU的欠驱动无人水面艇动力定位方法

提出了一种基于全球定位系统(GPS)和惯性测量单元(IMU)的欠驱动无人水面艇(USV)动力定位方法.先根据技术要求设定一个动力定位半径,再通过全球定位系统(GPS)和惯性测量单元(IMU)获取USV的位置与航向,计算出偏差距离和航向偏差角作为控制变量输入控制器中;当偏差距离大于或等于前述动力定位半径时根据不同的航向偏...     

基于模糊控制的无人水面艇直线路径跟踪方法

针对直流电机驱动固定双桨的无人水面艇,提出一种基于模糊控制的直线路径跟踪方法;利用无人水面艇到目标路径的垂直距离以及无人水面艇的实际航向与给定路径方向的差值来确定无人水面艇的当前状态,根据模糊推理的方法实时调整左右两侧推进电机的输入电压,进而改变无人水面艇的运动状态,实现无人水面艇自主直线路径跟踪;模糊控制器采用双输入双输出的控制结构,无需建立精确的控制器模型,在无人水面艇初始位置相对于跟踪直线的不同位置关系情况下进行了仿真实验,并与PID控制器的性能进行了比较,仿真结果表明:在初始航向偏差角较大时,如2π/3、π时,该方法克服了采用固定参数PID控制方法时出现的大迴转现象;在初始航向偏差角较小时,如π/4、3π/7、π/2时,该方法在超调量以及调节时间方面的直线跟踪性能优于固定参数PID控制方法。     

无人艇自主对海导攻流程设计及模型研究

以无人艇对海导弹攻击行动为研究对象,设计了无人艇使用舰舰导弹完成对海面目标自主攻击流程及目标可攻性、机动占位和毁伤效果评估算法模型,以支持无人艇完成自主对海导弹攻击时阵位和弹量选择,进而实现无人艇自主对海打击。在典型条件下,对所设计的算法模型进行仿真验证,仿真结果表明算法符合预期结果,可用作支撑无人艇自主对海导弹攻击行动。     

基于Dubins路径的无人艇运动规划算法

针对无人艇运动规划问题,通过Dubins路径的理论分析,提出一种利用纯粹几何方法的Dubins路径计算方法。该方法中没有出现解方程组的运算,而是首先根据无人艇运动状态计算转向圆,然后利用几何方法计算转向圆间的公切线,最后通过公切线连接得到Dubins路径。通过5组仿真实验验证了所提方法的有效性。前4组仿真实验分别设计了计算Dubins路径过程中可能出现的各种情形,以验证算法适用于多种情况的Dubins路径计算。最后一组仿真实验用于无人艇的路径规划及运动状态调整,仿真结果表明,基于Dubins路径的无人艇运动规划算法是可行的。     

基于改进模糊算法的水面无人艇自主避障

为了提高水面无人艇（USV）在未知、复杂环境下的连续避障性能,提出一种具有速度反馈的模糊避障算法。USV利用激光扫描雷达与多路超声波传感器感知周围环境,通过对障碍物信息进行分组并设置权值的方式进行多传感器数据融合,并在模糊控制的基础上根据环境情况自动调整航速;进而提出一种考虑障碍物所有分布情况的更全面的模糊控制规则表,增强了USV对复杂环境的适应能力。实验结果表明,所提方法能通过与环境交互调整USV航速使其成功避障并优化避障路径,具有良好的可行性和有效性。     

基于STM32的低功耗智能定位阀控制器设计

针对工业控制中传统阀门定位器稳定性差、定位精度低、抗干扰能力差、智能化程度低等缺点,以及我国自主研发生产高精度阀门定位器上的不足。设计了以ARM Cortex-M3 内核处理器作为核心控制器的低功耗智能定位阀控制系统。设计中采用优化的PID控制算法,并采用齐格勒-尼克尔斯法则,自整定PID参数。通过二线制HART 协议实现与外界设备通讯。实践证明自整定PID参数能够更好的适应各种控制现场,控制系统能够稳定、快速的运行实现了阀门位置的精确定位和本安低功耗设计的要求。     

基于视觉和定位系统的无人艇自主对接系统

为实现对无人艇的自主回收,通过无人艇和悬浮托架的双向视觉导引,构建基于视觉和定位系统的无人艇自主对接系统.视觉对接系统通过检测网络分别检测出图像中的无人艇和悬浮托架.针对托架视觉检测的目标,利用位置定位信息排除非目标艇,采用单目标跟踪算法(CSR-DCF)对目标艇进行跟踪.为实现无人艇和托架的高精度稳定检测,在Tiny...